设计模式（五）：单例、多例模式

据说准备期末考试了，复习的时候写一个博客，以备考试专用，本文重点说单例模式。
先看看定义：

单例模式定义

单例模式(Singleton),保证类仅有一个实例，并且提供一个访问它的全局访问点。

多例模式定义

多例模式(Multitude pattern)，负责创建、管理自己的多个实例，并且提供它们的全局访问点。

特点

单例模式：

• 有一个静态私有的实例,保存创建的实例
• 构造方法私有
• 获取实例的方法为静态
• 获取实例时判断是否为空，如果为空，就创建，否则就返回这个存在的实例。

多例模式：

• 允许有多个实例
• 多例类自己负责创建、管理自己的实例、并向外界提供自己的实例。

结构图

实现Singleton

不好的实现方法一：

public class Singleton {    private static SingleInstance singleInstance;    public static SingleInstance getInstance(){        if(singleInstance==null){//这句在多线程环境下可能会有问题            singleInstance = new SingleInstance();            return singleInstance;         }else            return singleInstance;    }}

上面方法在单线程的时候工作正常，但是在多线程的环境下就会有问题了。如果有多个线程同时访问到if(singleInstance==null)这句代码下，就会有可能多个线程都创建一个实例。在Java中，我们只需要加一个synchronized关键词就可以了。
多线程环境中的解法。

public class Singleton {    private static SingleInstance singleInstance;    public static synchronized SingleInstance getInstance(){        if(singleInstance==null){            singleInstance = new SingleInstance();            return singleInstance;         }else            return singleInstance;    }}

上述代码中，synchronized可以保证临界区被多个线程同时访问到。但是，synchronized是在JVM层面上实现的，不但可以通过一些监控工具监控synchronized的锁定，而且在代码执行时出现异常，JVM会自动释放锁定。毕竟，加锁与释放锁都是一个耗时的操作，在没有必要的时候我们尽量避免。
在资源比较紧张的时候，synchronized的性能可能会大大下降。
在实例比较占用空间比较小的情况下，我们可以利用静态构造函数，如下：

public class Singleton {    private static SingleInstance singleInstance ＝ new new SingleInstance();    public static SingleInstance getInstance(){                 return singleInstance;    }}

实现Multitude

多例模式与单例模式最本质的区别就是可以生产多个实例。根据上面的单例模式，我们可以很快写出多例模式的代码：

public class Multitude {    private static MultitudeInstance instances[] = new MultitudeInstance[100];/*这里限制了实例的上限，理论上不设上限，但是在实际的生产中，内存不可能满足*/    public static synchronized MultitudeInstance getInstance(int index){        if(index < 0 || index > 99)            return null;        if(instances[index]==null){            instances[index] = new MultitudeInstance();            return instances[index];        }else            return instances[index];    }}